Αυτό προκύπτει από τη μελέτη μιας ομάδας Ισπανών ερευνητών, οι οποίοι ανέπτυξαν μια καινοτόμο βιοπλαστική μεμβράνη εμπλουτισμένη με φυσικά εκχυλίσματα μάνγκο, σηματοδοτώντας ένα βήμα προς μια πιο οικολογική και λειτουργική συσκευασία.
Σήμερα, περισσότερο από ποτέ, η βιωσιμότητα καθοδηγεί τις παγκόσμιες αποφάσεις για τη διασφάλιση της ευημερίας των σημερινών γενεών χωρίς να θυσιάζονται οι ανάγκες των μελλοντικών γενεών, διατηρώντας μια ισορροπία μεταξύ κοινωνικών, οικονομικών και περιβαλλοντικών πτυχών. Αυτή είναι μια αρχή που έχει πλέον υιοθετήσει ο τομέας των φρούτων και λαχανικών, λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για υπεύθυνη παραγωγή σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού, από το χωράφι έως τη χρήση βιώσιμων συσκευασιών.
Πρόσφατη εργασία ερευνητών του Τμήματος Χημικής Μηχανικής και Τεχνολογίας Τροφίμων του Πανεπιστημίου του Κάντιθ (UCA) στην Ισπανία κινείται προς αυτή την κατεύθυνση. Έχουν αναπτύξει ένα καινοτόμο βιοδιασπώμενο υλικό ικανό να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των τροφίμων ενσωματώνοντας φυσικά εκχυλίσματα φύλλων μάνγκο σε βιοπλαστικά. Η μελέτη περιγράφει την ανάπτυξη μιας ενεργής μεμβράνης για βιώσιμες συσκευασίες που λαμβάνεται με τον συνδυασμό πολυγαλακτικού οξέος (PLA) και πολυυδροξυβουτυρικού (PHB). Ας προχωρήσουμε όμως με τη σειρά.
Βιοπλαστικά: Τι είναι και γιατί έχουν σημασία στην οικολογική μετάβαση
Τα βιοπλαστικά αντιπροσωπεύουν σήμερα μια από τις πιο πολλά υποσχόμενες απαντήσεις στην αυξανόμενη περιβαλλοντική έκτακτη ανάγκη που συνδέεται με τη χρήση παραδοσιακών πλαστικών. Πρόκειται για πλαστικά υλικά που προέρχονται από ανανεώσιμους βιολογικούς πόρους, που ονομάζονται βιολογικά , τα οποία είναι ικανά να αποικοδομηθούν πλήρως στο περιβάλλον. Μεταξύ των πιο ενδιαφερόντων υλικών είναι οι βιολογικοί αλειφατικοί πολυεστέρες όπως το πολυγαλακτικό οξύ (PLA) , που προέρχεται από καλαμπόκι, ζαχαρότευτλα ή ζαχαροκάλαμο, το οποίο βιοδιασπάται σε βιομηχανικές μονάδες κομποστοποίησης, και το πολυυδροξυβουτυρικό (PHB) , βιοπολυμερή που παράγονται από βακτήρια ως ενεργειακό απόθεμα με τη μορφή αδιάλυτων κόκκων, τα οποία βιοδιασπώνται σε διάφορα περιβάλλοντα, από την οικιακή έως τη βιομηχανική κομποστοποίηση και την αναερόβια χώνευση.
Και τα δύο πολυμερή (PLA και PHB) αντιπροσωπεύουν επομένως μια συγκεκριμένη εναλλακτική λύση για τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των παραδοσιακών πλαστικών, ειδικά σε τομείς όπου η βιοδιασπασιμότητα είναι απαραίτητη. Ωστόσο, οι δυνατότητές τους εξακολουθούν να περιορίζονται από τεχνικές προκλήσεις που σχετίζονται με την επεξεργασιμότητα και τις μηχανικές ιδιότητες, και εδώ ακριβώς τέθηκε σε εφαρμογή το έργο των ερευνητών της Ανδαλουσίας.
Βιοπλαστικό Μάνγκο: Πώς κατασκευάζεται η νέα ενεργή μεμβράνη PLA-PHB
Για να επιτύχουν βιώσιμη συσκευασία, οι ερευνητές ξεκίνησαν δημιουργώντας μια βιοδιασπώμενη μεμβράνη χρησιμοποιώντας τη λεγόμενη « χύτευση με διαλύτη »: Το PLA και το PHB διαλύθηκαν σε διχλωρομεθάνιο, ένα υγρό που επιτρέπει στα πολυμερή να αναμειγνύονται πλήρως χάρη σε έναν προσεκτικό συνδυασμό ανάδευσης και ελεγχόμενης θερμότητας. Η πραγματική καινοτομία, ωστόσο, έγκειται στην ενσωμάτωση των φυσικών αντιοξειδωτικών του μάνγκο στο υλικό χωρίς να καταφεύγουν σε σκληρές χημικές ουσίες ή υψηλές θερμοκρασίες. Εδώ είναι που μπαίνει στο παιχνίδι το υπερκρίσιμο CO₂ : σε αυτή την ειδική κατάσταση, το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι ούτε αέριο ούτε υγρό, αλλά ένα πολύ πυκνό υγρό ικανό να διεισδύει στα βιοπλαστικά, μεταφέροντας τα ενεργά μόρια μαζί του, χωρίς να αφήνει υπολείμματα. Η μεμβράνη τοποθετείται στη συνέχεια σε έναν αντιδραστήρα υψηλής πίεσης μαζί με μια μικρή ποσότητα εκχυλίσματος μάνγκο. Ρυθμίζοντας με ακρίβεια τη θερμοκρασία, την πίεση και τον ρυθμό αποσυμπίεσης, οι επιστήμονες μπορούν να ελέγξουν πόσο εκχύλισμα απορροφάται, επιτυγχάνοντας έτσι ένα λειτουργικό, ασφαλές και βιώσιμο υλικό.
Τι ανακάλυψαν οι ερευνητές
Οι αναλύσεις αποκαλύπτουν ένα περίεργο αλλά σημαντικό γεγονός: Το PLA και το PHB διατηρούν το καθένα τη δική τους «χημική προσωπικότητα» και, ακόμη και όταν αναμειγνύονται, δεν σχηματίζουν ένα εντελώς ομοιογενές σύστημα. Τα πράγματα αλλάζουν όταν προστίθεται εκχύλισμα φύλλων μάνγκο, πλούσιο σε μαγκιφερίνη, κερσετίνη και γαλλικό οξύ. Τα ίχνη του είναι σαφώς ορατά, ειδικά όταν εμποτίζονται σε υψηλή πίεση: όσο υψηλότερη είναι η πίεση, τόσο περισσότερα φυτικά μόρια διεισδύουν στο βιοπλαστικό.
Τι συμβαίνει όμως όταν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες; Οι θερμοβαρυμετρικές αναλύσεις δείχνουν ότι το PLA και το PHB, ενώ παραμένουν διακριτά, είναι σταθερά ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες . Το εκχύλισμα μάνγκο δεν μεταβάλλει αυτήν την ισορροπία: οι πολυφαινόλες ενσωματώνονται χωρίς να αποδυναμώνουν τη δομή, καθιστώντας δυνατή την εργασία ακόμη και με ενώσεις ευαίσθητες στη θερμότητα.
Βιώσιμη και αντιοξειδωτική συσκευασία χάρη στο μάνγκο
Ένα άλλο ενδιαφέρον φαινόμενο αφορά την κρυσταλλικότητα: ο εμποτισμός με υπερκρίσιμο CO₂ βοηθά τις αλυσίδες πολυμερών να οργανώνονται πιο ομαλά, αυξάνοντας την κρυσταλλικότητα έως και 50% σε ορισμένες περιπτώσεις. Αυτή η βελτίωση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για την αγορά διαφανών συσκευασιών, αν και οι ερευνητές εξακολουθούν να θέλουν να μειώσουν την πρασινωπή απόχρωση που προσδίδει η χλωροφύλλη μάνγκο στο υλικό.
Δεν τελειώνει εκεί: η νέα βιοπλαστική μεμβράνη απελευθερώνει αντιοξειδωτικές ενώσεις , όπως το γαλλικό οξύ, με ελεγχόμενο τρόπο όταν έρχεται σε επαφή με τρόφιμα ή με προσομοιωμένα λιπαρά ή όξινα προϊόντα. Αυτή η στοχευμένη απελευθέρωση μπορεί να βοηθήσει στην επιβράδυνση της οξείδωσης και της υποβάθμισης των τροφίμων, ανοίγοντας το δρόμο για μια πιο βιώσιμη εναλλακτική λύση στα παραδοσιακά πλαστικά με βάση το πετρέλαιο. Εν ολίγοις, αποτελεί ένα απτό παράδειγμα του πώς η καινοτομία μπορεί να μετατρέψει τα γεωργικά απόβλητα σε πολύτιμους πόρους και πώς η επιστήμη των υλικών οδηγεί τη μετάβαση σε ένα πιο πράσινο μέλλον.
Federica Del Vecchio
© fruitjournal.com
